5. Вибронакатывание

Д ля повышения износостойкости деталей машин на поверхностях трения целесообразно выдавливать слабозаметные, прилегающие друг к другу канавки. В канавках размещается смазка, а также мелкие частицы, образовавшиеся в процессе изнашивания. Такие частицы значительно меньше изнашивают трущиеся поверхности. Канавки выполняют вибронакатыванием.

Упрочняющему элементу — шару или алмазу, установленному в резцедержателе токарного станка, помимо обычных движений v и s_пр (рис. VI. 143) сообщают специальным устройством дополнительные движения ∆s с относительно малой амплитудой. Изменяя v, s_пр, амплитуду и частоту колебаний, можно на обрабатываемой поверхности получить требуемый рисунок. Распространение получили рисунки с непересекающимися канавками, с не полностью пересекающимися и со сливающимися канавками. Необходимый рисунок определяют в зависимости от конкретной пары трения и условий износа. Возможно вибронакатывание внутренних и плоских поверхностей.

Развитием данного метода является вибронакатывание шаром, который, помимо указанных движений, дополнительно вращается вокруг оси, не проходящей через его центр, что создает еще более сложный рисунок. Канавки упрочняют поверхность, а в некоторых случаях уменьшают предел ползучести.

6. Обкатывание зубчатых колес

Пластическое деформирование поверхностных слоев повышает работоспособность зубчатых колес. Метод отделки и упрочнения профиля зубьев, называемый обкатыванием, по существу аналогичен обкатыванию цилиндрических поверхностей роликами. Его применяют для предварительно нарезанных и незакаленных зубчатых колес. Микронеровности, оставшиеся от предшествующей обработки, снимают специальным инструментом.

Обрабатываемое зубчатое колесо вводят в плотное зацепление с тремя стальными закаленными эталонными колесами. Последние имеют полированные зубья и располагаются вокруг обкатываемого колеса. Эталонные колеса прижимаются к обкатываемому с помощью пружинных устройств. Сила прижима регламентируется. Одно из эталонных колес является ведущим и приводит во вращение обрабатываемое колесо, а через него два остальных эталонных колеса. Для равномерной обработки обеих сторон каждого зуба движение ведущего эталонного колеса, а, следовательно, и всей системы колес реверсируется. Обкатывают с применением смазки на специальных зубообкатных станках.

Обкатыванием лишь частично исправляют профиль зуба и его размеры за счет выравнивания шероховатостей. Зубчатые колеса, подвергающиеся последующей термической обработке, не обкатывают.

7. Накатывание резьб, шлицевых валов и зубчатых колес

Формообразование фасонных поверхностей в холодном состоянии методом накатывания имеет ряд преимуществ. Главными из них являются очень высокая производительность, низкая стоимость обработки, высокое качество обработанных деталей. Накатанные детали имеют более высокую механическую и усталостную прочность. Это объясняется тем, что при формообразовании накатыванием волокна исходной заготовки не перерезаются, как при обработке резанием, а повторяют профиль детали. Поверхность накатанных деталей упрочняется, они становятся более износостойкими. Все эти преимущества определяют широкое применение методов накатывания, особенно при изготовлении большого числа деталей.

Профиль накатываемых деталей образуется за счет вдавливания инструмента в материал заготовки и выдавливания части его во впадины инструмента. Такие методы сочетают в себе функции черновой, чистовой и отделочной обработок. Их используют для получения резьб, валов с мелкими шлицами и зубчатых мелкомодульных колес.

С хемы накатывания показаны на рис. VI. 144. Резьбы накатывают обычно до термической обработки, хотя точные резьбы можно накатывать и после нее. Распространенным методом является формирование резьбы плашками (рис. VI.144, а). Заготовку 2 помещают между неподвижной 1 и подвижной 3 плашками, на рабочих поверхностях которых нарезаны рифления, профиль и расположение последних соответствует профилю и шагу накатываемой резьбы. При движении подвижной плашки заготовка катится между инструментами, а на ее поверхности образуется резьба.

Резьбу можно формировать роликами (рис. VI.144, б). Ролики 4 и 5 получают принудительное вращение, заготовка 2 свободно обкатывается между ними. Ролику 5 придается радиальное движение для вдавливания в металл заготовки на необходимую глубину. Обработка роликами требует меньших усилий, с их помощью накатывают резьбы с более крупными шагами.

Один из вариантов накатывания мелких шлицев на валах показан на рис. VI.144, в. Накатной ролик имеет профиль шлицев. Он внедряется в поверхность заготовки при вращении и поступательном продольном движении вдоль вала. Существуют более сложные схемы накатывания, когда каждая впадина шлицевого вала формируется отдельным профильным роликом.

Накатывание цилиндрических (рис, VI. 144, г) и конических мелкомодульных колес в 15—20 раз производительнее зубонарезания. Процесс можно осуществлять на токарных станках накатниками 6 и 7, которые закреплены на суппорте и перемещаются с подачей s_пр. Каждый накатник имеет заборную часть для постепенного образования накатываемых зубьев на заготовке 2.

Накатные инструменты изготовляют из легированных сталей, обрабатывают термически и подвергают доводке.

Для накатывания применяют универсальное специальное оборудование. Для образования резьб служат резьбонакатные станки, развивающие давление до 2*10⁵ Н. Эти станки автоматизированы и имеют горизонтальное, наклонное или вертикальное движение ползуна с плашкой. Резьбы роликами накатывают на автоматах.

На автоматизированном оборудовании — прессах накатывают и шлицы. Шлиценакатный пресс может заменить 10—15 шлицефрезерных станков. Рабочие усилия создаются мощными гидравлическими устройствами.

Зубчатые колеса накатывают на специальных станках. Получает распространение комбинированное накатывание (горячее накатывание с последующим холодным калиброванием).